JP5730133B2 - DC power supply - Google Patents

DC power supply Download PDF

Info

Publication number
JP5730133B2
JP5730133B2 JP2011125364A JP2011125364A JP5730133B2 JP 5730133 B2 JP5730133 B2 JP 5730133B2 JP 2011125364 A JP2011125364 A JP 2011125364A JP 2011125364 A JP2011125364 A JP 2011125364A JP 5730133 B2 JP5730133 B2 JP 5730133B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
power
voltage
output
converter
amount
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2011125364A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2012253933A (en
Inventor
正徳 山下
正徳 山下
健二 花川
健二 花川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
FDK Corp
Original Assignee
FDK Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by FDK Corp filed Critical FDK Corp
Priority to JP2011125364A priority Critical patent/JP5730133B2/en
Publication of JP2012253933A publication Critical patent/JP2012253933A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP5730133B2 publication Critical patent/JP5730133B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Description

本発明は、直流電力を機器へ供給する直流給電装置に関する。   The present invention relates to a DC power supply apparatus that supplies DC power to equipment.

例えば各種コンピュータ(メインフレーム、サーバー等)やデータ通信装置等が設置されて運用されるIDS(インターネットデータセンター)等の情報通信設備には、給電装置から各機器に電力を給電する給電システムが設けられる。このような給電システムとしては、交流給電装置を用いた交流給電システムが一般的に採用されている。   For example, in information communication facilities such as IDS (Internet Data Center) where various computers (mainframes, servers, etc.) and data communication devices are installed and operated, a power supply system for supplying power from the power supply device to each device is provided. It is done. As such a power supply system, an AC power supply system using an AC power supply apparatus is generally employed.

情報通信設備においては、例えば機器の起動時の突入電流や機器の処理負荷の急激な変動等に起因して、消費電力が瞬間的に大きく増減変動することがある。そのため給電システムとしては、そのような瞬間的な消費電力の最大ピークに対応可能な電力量を供給可能な構成とする必要が生ずる。しかし情報通信設備における消費電力の平均値は、最大ピークの電力値よりはるかに小さい場合が多い。つまり従来の給電システムは、瞬間的な消費電力の最大ピークに対応するために、本来的に必要な電力を大幅に超える電力を供給可能な構成とする必要があり、給電装置が必要以上に大型化してしまうという課題が生ずる。   In an information communication facility, the power consumption may fluctuate greatly in an instant due to, for example, an inrush current at the start-up of the device or a rapid change in the processing load of the device. Therefore, it is necessary for the power supply system to have a configuration capable of supplying an amount of power that can cope with such a maximum peak of instantaneous power consumption. However, the average value of power consumption in information communication facilities is often much smaller than the maximum peak power value. In other words, the conventional power supply system needs to be configured to be able to supply much more power than is necessary in order to cope with the maximum peak of instantaneous power consumption, and the power supply device is larger than necessary. There arises a problem that it is converted to

このような課題を解決することを目的とした従来技術の一例としては、交流ピークカット電源装置を備えた交流給電システムが公知である(例えば特許文献1を参照)。この交流ピークカット電源装置は、商用交流電力を負荷機器へ供給するとともに、商用交流電力をインバータで直流電力に変換して蓄電池に充電する。そして瞬間的に負荷電流が増加したときには、商用交流電力に加えて、さらに蓄電池に蓄えられた直流電力がインバータで交流電力に変換されて負荷機器へ供給される。蓄電池の充電と放電の切り換えは、商用交流電力の位相に対するインバータの誘起電圧の位相を調整することによって行われる。当該従来技術によれば、交流給電システムにおいて、瞬間的な消費電力の増加に対応しつつ交流給電装置を大幅に小型化することが可能になる。   As an example of a conventional technique for solving such a problem, an AC power supply system including an AC peak cut power supply device is known (see, for example, Patent Document 1). This AC peak cut power supply device supplies commercial AC power to a load device, converts commercial AC power into DC power by an inverter, and charges the storage battery. When the load current increases instantaneously, in addition to the commercial AC power, DC power stored in the storage battery is further converted into AC power by the inverter and supplied to the load device. Switching between charging and discharging of the storage battery is performed by adjusting the phase of the induced voltage of the inverter with respect to the phase of the commercial AC power. According to the related art, in the AC power supply system, it is possible to greatly reduce the size of the AC power supply apparatus while accommodating an instantaneous increase in power consumption.

特開平4−178807号公報JP-A-4-178807

情報通信設備で一般的に採用されている交流給電システムにおいては、まず商用交流電力が直流電力に変換され、情報通信設備のUPS(無停電電源システム)のバッテリに充電される。またその直流電力は、AC100〜200Vの交流電力に変換されて各機器に分配される。各機器は、分配された交流電力を直流電力に変換し、さらにその直流電力を所望の電圧の直流電力に変換する。つまり交流給電システムにおいては、合計4回の電力変換が必要になるため、電力変換による電力損失が大きいという課題がある。   In an AC power feeding system generally employed in information communication equipment, commercial AC power is first converted to DC power and charged to a UPS (uninterruptible power supply system) battery of the information communication equipment. The DC power is converted to AC power of AC 100 to 200 V and distributed to each device. Each device converts the distributed AC power into DC power, and further converts the DC power into DC power having a desired voltage. That is, in the AC power supply system, since power conversion is required four times in total, there is a problem that power loss due to power conversion is large.

近年は、情報通信設備における消費電力を削減するために、高電圧直流給電(HVDC)技術を用いた直流給電システムが注目されつつある。直流給電システムは、商用交流電力を直流電力に変換した後、その直流電力をそのまま各機器に分配するため、電力変換の回数は2回で済むことになる。つまり直流給電システムは、交流給電システムと比較して、電力を変換する回数を少なくすることができるため、電力変換時の損失が減少し、電力の利用効率を向上させることができる。   In recent years, in order to reduce power consumption in information communication facilities, a direct current power supply system using high voltage direct current power supply (HVDC) technology has been attracting attention. Since the DC power supply system converts commercial AC power to DC power and then distributes the DC power to each device as it is, the number of power conversions is only two. That is, since the DC power supply system can reduce the number of times of power conversion as compared with the AC power supply system, the loss during power conversion can be reduced and the power use efficiency can be improved.

このような状況に鑑み本発明はなされたものであり、その目的は、直流給電システムにおいて、瞬間的な消費電力の増加に対応しつつ直流給電装置を小型化することにある。   The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to reduce the size of a DC power supply apparatus while accommodating an instantaneous increase in power consumption in a DC power supply system.

<本発明の第1の態様>
本発明の第1の態様は、商用交流電力を直流電力に変換する電力変換装置と、前記電力変換装置が出力する直流電力を蓄電池に充電する充電回路と、前記蓄電池の電圧を任意の電圧に変換して出力する直流電圧変換装置と、前記電力変換装置が出力する直流電力と前記直流電圧変換装置が出力する直流電力とを合成して出力するダイオードOR回路と、前記電力変換装置が出力する直流電力の単位時間当たりの電力量が許容電力量以下である状態では、前記直流電圧変換装置の出力電圧を前記電力変換装置の出力電圧より低い電圧に設定し、前記電力変換装置が出力する直流電力の単位時間当たりの電力量が許容電力量を越えている状態では、前記直流電圧変換装置の出力電圧を前記電力変換装置の出力電圧以上の電圧に設定する制御装置と、を備える直流給電装置である。
<First Aspect of the Present Invention>
According to a first aspect of the present invention, there is provided a power converter that converts commercial AC power into DC power, a charging circuit that charges the storage battery with DC power output from the power converter, and the voltage of the storage battery is set to an arbitrary voltage. A DC voltage converter that converts and outputs, a diode OR circuit that combines and outputs DC power output from the power converter and DC power output from the DC voltage converter, and the power converter outputs In a state where the amount of DC power per unit time is less than or equal to the allowable power amount, the output voltage of the DC voltage converter is set to a voltage lower than the output voltage of the power converter, and the DC output from the power converter A control device that sets the output voltage of the DC voltage converter to a voltage equal to or higher than the output voltage of the power converter when the amount of power per unit time exceeds the allowable power amount; A DC power supply apparatus comprising a.

ここで許容電力量とは、電力変換装置が供給可能な電力量の定格、すなわち電力変換装置が定格電圧で供給可能な単位時間当たりの電力量の最大量、又は商用交流電力の定格、すなわち商用交流電力が定格電圧で供給可能な単位時間当たりの電力量の最大量を意味する。   Here, the allowable power amount is the rating of the amount of power that can be supplied by the power converter, that is, the maximum amount of power per unit time that the power converter can supply at the rated voltage, or the rating of commercial AC power, that is, commercial power. It means the maximum amount of power per unit time that AC power can be supplied at the rated voltage.

電力変換装置が出力する直流電力の単位時間当たりの電力量が許容電力量以下である状態では、電力変換装置が出力する直流電力だけで負荷機器への電力供給を十分に行うことができる。この状態では制御装置は、直流電圧変換装置の出力電圧を電力変換装置の出力電圧より低い電圧に設定する。電力変換装置が出力する直流電力と直流電圧変換装置が出力する直流電力とは、ダイオードOR回路で合成されて出力される。よって直流給電装置は、電力変換装置が出力する直流電力がダイオードOR回路を介して負荷機器へ供給され、蓄電池に蓄えられた電力はほとんど負荷機器へ供給されない状態となる。   In a state where the amount of DC power output by the power conversion device per unit time is equal to or less than the allowable power amount, it is possible to sufficiently supply power to the load device using only the DC power output from the power conversion device. In this state, the control device sets the output voltage of the DC voltage converter to a voltage lower than the output voltage of the power converter. The DC power output from the power converter and the DC power output from the DC voltage converter are combined and output by a diode OR circuit. Therefore, in the DC power supply device, the DC power output from the power conversion device is supplied to the load device via the diode OR circuit, and the power stored in the storage battery is hardly supplied to the load device.

他方、電力変換装置が出力する直流電力の単位時間当たりの電力量が許容電力量を越えている状態では、電力変換装置が出力する直流電力だけでは負荷機器への電力供給を十分に行うことができない可能性が生ずる。この状態では制御装置は、直流電圧変換装置の出力電圧を電力変換装置の出力電圧以上の電圧に設定する。それによって直流給電装置は、電力変換装置が出力する直流電力に加えて、さらに直流電圧変換装置が出力する直流電力(蓄電池に予め蓄えられた電力)がダイオードOR回路を介して負荷機器へ供給される状態となる。   On the other hand, in a state in which the amount of DC power output by the power conversion device per unit time exceeds the allowable power amount, the DC power output from the power conversion device alone can sufficiently supply power to the load device. The possibility of not being possible arises. In this state, the control device sets the output voltage of the DC voltage converter to a voltage equal to or higher than the output voltage of the power converter. As a result, in addition to the DC power output from the power conversion device, the DC power supply device further supplies DC power output from the DC voltage conversion device (power stored in advance in the storage battery) to the load device via the diode OR circuit. It becomes a state.

つまり本発明に係る直流給電装置は、負荷機器において生ずる瞬間的な消費電力の最大ピーク等により、電力変換装置が出力する直流電力だけでは負荷機器への電力供給を十分に行うことができない状態では、その不足分の電力を蓄電池から供給することができる。それによって瞬間的な消費電力の最大ピークに柔軟に対応しつつ、直流給電装置が必要以上に大型化してしまうことを抑制することができる。   That is, the DC power supply device according to the present invention is in a state where the power supply to the load device cannot be sufficiently performed only by the DC power output by the power converter due to the instantaneous maximum power consumption peak generated in the load device. The insufficient power can be supplied from the storage battery. As a result, the DC power supply device can be prevented from becoming larger than necessary while flexibly responding to the maximum peak of instantaneous power consumption.

これにより本発明の第1の態様によれば、直流給電システムにおいて、瞬間的な消費電力の増加に対応しつつ直流給電装置を小型化することができるという作用効果が得られる。   As a result, according to the first aspect of the present invention, in the DC power supply system, it is possible to obtain an effect that the DC power supply apparatus can be reduced in size while accommodating an instantaneous increase in power consumption.

<本発明の第2の態様>
本発明の第2の態様は、前述した本発明の第1の態様において、前記電力変換装置が出力する直流電力の電圧を検出する電圧検出回路をさらに備え、前記制御装置は、前記電力変換装置が出力する直流電力の電圧が電圧閾値より高いことを条件として、前記電力変換装置が出力する直流電力の単位時間当たりの電力量が許容電力量以下である状態と判定し、前記電力変換装置が出力する直流電力の電圧が前記電圧閾値以下であることを条件として、前記電力変換装置が出力する直流電力の単位時間当たりの電力量が許容電力量を越えている状態と判定する、ことを特徴とした直流給電装置である。
<Second Aspect of the Present Invention>
According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention described above, the power converter further includes a voltage detection circuit that detects a voltage of DC power output from the power converter, and the control device includes the power converter. On the condition that the voltage of the DC power output by the power converter is higher than a voltage threshold, it is determined that the amount of power per unit time of the DC power output by the power converter is less than or equal to the allowable power, and the power converter It is determined that the amount of DC power output per unit time of the DC power output by the power converter exceeds the allowable power amount on condition that the voltage of DC power to be output is equal to or lower than the voltage threshold value. The DC power supply device.

電力変換装置が出力する直流電力の単位時間当たりの電力量が許容電力量を越えて増加していくと、それに伴って、電力変換装置が出力する直流電力の電圧が低下していくことになる。したがって電力変換装置が出力する直流電力の電圧が電圧閾値以下に低下したことを条件として、電力変換装置が出力する直流電力の単位時間当たりの電力量が許容電力量を越えている状態と判定することができる。この電圧閾値は、直流給電装置から電力を供給される負荷機器が安定的に動作する状態を維持する観点から、その負荷機器が安定的に動作可能な最低電圧から直流給電装置が出力する直流電力の定格電圧の範囲内で任意の電圧に設定すればよい。   When the amount of DC power output by the power conversion device per unit time increases beyond the allowable power amount, the voltage of the DC power output by the power conversion device decreases accordingly. . Therefore, it is determined that the amount of DC power output per unit time of the DC power output from the power converter exceeds the allowable power on condition that the voltage of the DC power output from the power converter falls below the voltage threshold. be able to. This voltage threshold is the DC power output from the DC power supply device from the lowest voltage at which the load device can operate stably from the viewpoint of maintaining the state in which the load device supplied with power from the DC power supply device operates stably. Any voltage can be set within the rated voltage range.

<本発明の第3の態様>
本発明の第3の態様は、前述した本発明の第1の態様において、前記電力変換装置が出力する直流電力の電流を検出する電流検出回路をさらに備え、前記制御装置は、前記電力変換装置が出力する直流電力の電流が電流閾値より小さいことを条件として、前記電力変換装置が出力する直流電力の単位時間当たりの電力量が許容電力量以下である状態と判定し、前記電力変換装置が出力する直流電力の電流が前記電流閾値以上であることを条件として、前記電力変換装置が出力する直流電力の単位時間当たりの電力量が許容電力量を越えている状態と判定する、ことを特徴とした直流給電装置である。
<Third Aspect of the Present Invention>
According to a third aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention described above, the power converter further includes a current detection circuit that detects a current of DC power output from the power converter, and the control device includes the power converter. On the condition that the current of the DC power output by the power converter is smaller than the current threshold, it is determined that the power amount per unit time of the DC power output by the power converter is less than or equal to the allowable power amount, and the power converter It is determined that the amount of DC power output per unit time of the DC power output by the power converter exceeds the allowable power, on condition that the current of DC power to be output is equal to or greater than the current threshold. The DC power supply device.

電力変換装置が出力する直流電力の単位時間当たりの電力量が増加していくと、それに伴って、電力変換装置が出力する直流電力の電流も増加していくことになる。したがって電力変換装置が出力する直流電力の電流が一定の電流値以上流れていることを条件として、電力変換装置が出力する直流電力の単位時間当たりの電力量が許容電力量を越えている状態と判定することができる。そして上記の一定の電流値としての電流閾値は、例えば電力変換装置が出力する直流電力の定格電圧と許容電力量との関係から導出することができる。つまり電流閾値は、直流給電装置から電力を供給される負荷機器が安定的に動作する状態を維持する観点から、例えば電力変換装置が出力する直流電力の単位時間当たりの電力量が許容電力量に達した状態における電流値を目安に任意の値に設定すればよい。   As the amount of power per unit time of DC power output from the power converter increases, the current of DC power output from the power converter also increases accordingly. Therefore, on the condition that the current of the DC power output from the power converter flows more than a certain current value, the power per unit time of the DC power output from the power converter exceeds the allowable power. Can be determined. The current threshold value as the constant current value can be derived, for example, from the relationship between the rated voltage of the DC power output from the power converter and the allowable power amount. In other words, the current threshold is set such that, for example, the amount of DC power output by the power conversion device per unit time is the allowable power amount from the viewpoint of maintaining a state in which the load device supplied with power from the DC power supply device operates stably. The current value in the reached state may be set to an arbitrary value as a guide.

<本発明の第4の態様>
本発明の第4の態様は、前述した本発明の第1の態様において、前記電力変換装置が出力する直流電力の電圧を検出する電圧検出回路と、前記電力変換装置が出力する直流電力の電流を検出する電流検出回路とをさらに備え、前記制御装置は、前記電圧検出回路が検出する電圧及び前記電流検出回路が検出する電流に基づいて、前記電力変換装置が出力する直流電力の単位時間当たりの電力量を演算する、ことを特徴とした直流給電装置である。
<Fourth aspect of the present invention>
According to a fourth aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention described above, a voltage detection circuit that detects a voltage of DC power output from the power converter, and a current of DC power output from the power converter. And a current detection circuit for detecting DC current per unit time of the DC power output by the power converter based on the voltage detected by the voltage detection circuit and the current detected by the current detection circuit. The DC power supply device is characterized in that the amount of electric power is calculated.

このような特徴によれば、電力変換装置が出力する直流電力の電圧と電流を実測し、その実測値から単位時間当たりの電力量を演算して求めるので、電力変換装置が出力する直流電力の単位時間当たりの電力量を高精度に特定することができる。したがって電力変換装置が出力する直流電力の単位時間当たりの電力量が許容電力量を越えている状態か否かを高精度に特定することができる。それによって直流電圧変換装置の出力電圧の制御をより高精度に行うことができるので、負荷機器へ供給する電力が不足する状態が生ずる虞をさらに低減させることができる。   According to such a feature, the voltage and current of the DC power output from the power converter are measured, and the amount of power per unit time is calculated from the measured value, so that the DC power output from the power converter is calculated. The amount of power per unit time can be specified with high accuracy. Therefore, it is possible to specify with high accuracy whether or not the amount of DC power output per unit time of the DC power output from the power converter exceeds the allowable power amount. As a result, the output voltage of the direct-current voltage converter can be controlled with higher accuracy, so that it is possible to further reduce the possibility of a state where the power supplied to the load device is insufficient.

<本発明の第5の態様>
本発明の第5の態様は、前述した本発明の第1の態様において、前記電力変換装置が出力する直流電力の単位時間当たりの電力量を検出する電力検出回路をさらに備える、ことを特徴とした直流給電装置である。
<Fifth aspect of the present invention>
According to a fifth aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention described above, the power conversion device further includes a power detection circuit that detects a power amount per unit time of DC power output from the power converter. DC power supply device.

このような特徴によれば、電力変換装置が出力する直流電力の単位時間当たりの電力量を電力検出回路で実測するので、その単位時間当たりの電力量を高精度に特定することができる。したがって電力変換装置が出力する直流電力の単位時間当たりの電力量が許容電力量を越えている状態か否かを高精度に特定することができる。それによって直流電圧変換装置の出力電圧の制御をより高精度に行うことができるので、負荷機器へ供給する電力が不足する状態が生ずる虞を低減させることができる。また上記特徴によれば、電力変換装置が出力する直流電力の単位時間当たりの電力量を制御装置で演算して求める必要がないので、制御装置の処理負荷を低減させることができる。   According to such a feature, since the power amount per unit time of the DC power output from the power converter is measured by the power detection circuit, the power amount per unit time can be specified with high accuracy. Therefore, it is possible to specify with high accuracy whether or not the amount of DC power output per unit time of the DC power output from the power converter exceeds the allowable power amount. As a result, the output voltage of the direct-current voltage converter can be controlled with higher accuracy, so that the possibility of a state where the power supplied to the load device is insufficient can be reduced. Moreover, according to the said characteristic, since it is not necessary to calculate and obtain | require the electric energy per unit time of the direct-current power which a power converter device outputs with a control apparatus, the processing load of a control apparatus can be reduced.

<本発明の第6の態様>
本発明の第6の態様は、前述した本発明の第1〜第5の態様のいずれかにおいて、前記直流電圧変換装置の出力インピーダンスが前記電力変換装置の出力インピーダンスより低く設定されている、ことを特徴とした直流給電装置である。
このような特徴によれば、直流電圧変換装置の出力電圧を電力変換装置の出力電圧以上の電圧に設定した状態において、より多くの直流電力を蓄電池から供給することが可能になるので、瞬間的な消費電力の増加に対し、より柔軟かつ確実に対応することができる。
<Sixth aspect of the present invention>
According to a sixth aspect of the present invention, in any one of the first to fifth aspects of the present invention described above, the output impedance of the DC voltage converter is set lower than the output impedance of the power converter. Is a DC power supply device characterized by
According to such a feature, in a state where the output voltage of the DC voltage conversion device is set to a voltage equal to or higher than the output voltage of the power conversion device, more DC power can be supplied from the storage battery. It is possible to respond more flexibly and surely to an increase in power consumption.

本発明によれば、直流給電システムにおいて、瞬間的な消費電力の増加に対応しつつ直流給電装置を小型化することができるという作用効果が得られる。   According to the present invention, in the DC power supply system, it is possible to obtain an effect that the DC power supply apparatus can be reduced in size while accommodating an instantaneous increase in power consumption.

本発明に係る直流給電装置の全体構成図。1 is an overall configuration diagram of a DC power supply device according to the present invention. 制御装置による電力制御の第1実施例を図示したフローチャート。The flowchart which illustrated 1st Example of the electric power control by a control apparatus. 制御装置による電力制御の第2実施例を図示したフローチャート。The flowchart which illustrated 2nd Example of the electric power control by a control apparatus. 制御装置による電力制御の第3実施例を図示したフローチャート。The flowchart which illustrated the 3rd Example of the power control by a control apparatus. PSU及びBBUの出力電圧及び出力電流の変化を図示したタイミングチャート。The timing chart which illustrated the change of the output voltage and output current of PSU and BBU. 直流給電装置が供給する電力量の時間軸に対する変化を図示したグラフ。The graph which illustrated the change to the time axis of the electric energy which a direct-current power feeder supplies.

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

<直流給電装置の構成>
本発明に係る直流給電装置の構成について、図1を参照しながら説明する。
図1は、直流給電装置100の全体構成図である。
<Configuration of DC power supply device>
The configuration of the DC power supply device according to the present invention will be described with reference to FIG.
FIG. 1 is an overall configuration diagram of the DC power supply device 100.

本発明に係る直流給電装置100は、PSU(Power Supply Unit)10、BBU(Battery Backup Unit)20、ダイオードOR回路30、電力検出回路40及びPDU(電力分配装置:Power Distribution Unit)50を備える。   A DC power supply device 100 according to the present invention includes a PSU (Power Supply Unit) 10, a BBU (Battery Backup Unit) 20, a diode OR circuit 30, a power detection circuit 40, and a PDU (Power Distribution Unit) 50.

「電力変換装置」としてのPSU10は、商用交流電力(例えばAC200V)を直流電力に変換する装置であり、フィルタ回路11、整流平滑回路12及びスイッチング回路13を含む。フィルタ回路11は、供給される商用交流電力に含まれるノイズ成分を除去する。整流平滑回路12は、フィルタ回路11を通過した商用交流電力を整流及び平滑して直流電力に変換する。スイッチング回路13は、例えば昇圧チョッパ回路等を含み、整流平滑回路12が出力する直流電力の電圧を昇圧して定格電圧(例えばDC250V〜400V)に変換する。   The PSU 10 as a “power converter” is a device that converts commercial AC power (for example, AC 200 V) into DC power, and includes a filter circuit 11, a rectifying / smoothing circuit 12, and a switching circuit 13. The filter circuit 11 removes a noise component contained in the supplied commercial AC power. The rectifying / smoothing circuit 12 rectifies and smoothes commercial AC power that has passed through the filter circuit 11 and converts the commercial AC power into DC power. The switching circuit 13 includes a step-up chopper circuit, for example, and boosts the voltage of the DC power output from the rectifying and smoothing circuit 12 to convert it to a rated voltage (for example, DC 250V to 400V).

BBU20は、充電回路21、蓄電池22、DC/DCコンバータ23及び制御装置24を含む。充電回路21は、PSU10が出力する直流電力を蓄電池22に充電する回路であり、制御装置24によって制御される。蓄電池22は、例えばニッケル水素二次電池やリチウムイオン二次電池等である。「直流電圧変換装置」としてのDC/DCコンバータ23は、蓄電池22の電圧を任意の電圧に変換して出力する。制御装置24は、いわゆるマイコン制御装置やPLC(Programmable Logic Controller:プログラマブル・ロジック・コントローラ)であり、予め記憶された制御プログラムを実行するCPU(中央演算処理装置:Central Processing Unit)等を含む。   The BBU 20 includes a charging circuit 21, a storage battery 22, a DC / DC converter 23, and a control device 24. The charging circuit 21 is a circuit that charges the storage battery 22 with DC power output from the PSU 10, and is controlled by the control device 24. The storage battery 22 is, for example, a nickel hydride secondary battery or a lithium ion secondary battery. The DC / DC converter 23 as a “DC voltage converter” converts the voltage of the storage battery 22 into an arbitrary voltage and outputs it. The control device 24 is a so-called microcomputer control device or PLC (Programmable Logic Controller), and includes a CPU (Central Processing Unit) that executes a control program stored in advance.

ダイオードOR回路30は、二つのダイオードD1、D2を含む。ダイオードD1のアノード端子は、スイッチング回路13の出力端子に接続されている。ダイオードD2のアノード端子は、DC/DCコンバータ23の出力端子に接続されている。ダイオードD1のカソード端子は、ダイオードD2のカソード端子に接続されており、この接続点がPDU50に接続されている。つまりダイオードOR回路30は、PSU10が出力する直流電力(スイッチング回路13が出力する直流電力)とBBU20が出力する直流電力(DC/DCコンバータ23が出力する直流電力)とを合成してPDU50へ出力する回路である。例えば商用交流電力にいわゆる瞬停が発生した場合には、その瞬停の間、PSU10からの電力供給は停止するが、BBU20からの電力供給によって負荷機器への電力供給が維持される。   The diode OR circuit 30 includes two diodes D1 and D2. The anode terminal of the diode D <b> 1 is connected to the output terminal of the switching circuit 13. The anode terminal of the diode D 2 is connected to the output terminal of the DC / DC converter 23. The cathode terminal of the diode D1 is connected to the cathode terminal of the diode D2, and this connection point is connected to the PDU 50. That is, the diode OR circuit 30 combines the DC power output from the PSU 10 (DC power output from the switching circuit 13) and the DC power output from the BBU 20 (DC power output from the DC / DC converter 23) and outputs the resultant to the PDU 50. Circuit. For example, when a so-called instantaneous power failure occurs in commercial AC power, the power supply from the PSU 10 is stopped during the instantaneous power failure, but the power supply to the load device is maintained by the power supply from the BBU 20.

電力検出回路40は、電流検出用トランス(カレントトランス)CT、二つの抵抗R1、R2及びA/Dコンバータ41を含む。「電流検出回路」としての電流検出用トランスCTは、PSU10の出力ラインに直列に接続されており、PSU10が出力する直流電力の電流を検出する。電流検出用トランスCTの出力端子は、制御装置24の入力ポートに接続されている。この「電流検出回路」としては、電流検出用トランスCTの他、例えばシャント抵抗器等を用いることもできる。抵抗R1、R2及びA/Dコンバータ41は、PSU10が出力する直流電力の電圧を検出する「電圧検出回路」を構成する。抵抗R1の一端側は、スイッチング回路13の出力端子に接続されている。抵抗R1の他端側は、抵抗R2の一端側に接続されている。抵抗R2の他端側はグランドに接続されている。抵抗R1と抵抗R2の接続点は、A/Dコンバータ41の入力端子に接続されている。A/Dコンバータ41の出力端子は、制御装置24の入力ポートに接続されている。PSU10が出力する直流電力の電圧は、抵抗R1と抵抗R2の抵抗比に応じた分圧比で分圧され、A/Dコンバータ41でデジタル信号に変換されて制御装置24へ出力される。   The power detection circuit 40 includes a current detection transformer (current transformer) CT, two resistors R1 and R2, and an A / D converter 41. The current detection transformer CT as the “current detection circuit” is connected in series to the output line of the PSU 10 and detects the current of the DC power output from the PSU 10. The output terminal of the current detection transformer CT is connected to the input port of the control device 24. As this “current detection circuit”, for example, a shunt resistor can be used in addition to the current detection transformer CT. The resistors R1 and R2 and the A / D converter 41 constitute a “voltage detection circuit” that detects the voltage of the DC power output from the PSU 10. One end of the resistor R1 is connected to the output terminal of the switching circuit 13. The other end side of the resistor R1 is connected to one end side of the resistor R2. The other end side of the resistor R2 is connected to the ground. A connection point between the resistors R1 and R2 is connected to an input terminal of the A / D converter 41. The output terminal of the A / D converter 41 is connected to the input port of the control device 24. The voltage of the DC power output from the PSU 10 is divided by a voltage dividing ratio corresponding to the resistance ratio between the resistors R1 and R2, converted into a digital signal by the A / D converter 41, and output to the control device 24.

PDU50は、ダイオードOR回路30が出力する直流電力を複数の負荷機器(図示せず)に分配する装置である。   The PDU 50 is a device that distributes the DC power output from the diode OR circuit 30 to a plurality of load devices (not shown).

<制御装置24による電力制御の第1実施例>
制御装置24による電力制御の第1実施例について、図2、図5及び図6を参照しながら説明する。
尚、当該実施例においては、PSU10が出力する直流電力の電流を検出する「電流検出回路」(電流検出用トランスCT、シャント抵抗器等)を設ける必要はない。
<First Example of Power Control by Control Device 24>
A first embodiment of power control by the control device 24 will be described with reference to FIGS. 2, 5, and 6.
In this embodiment, it is not necessary to provide a “current detection circuit” (current detection transformer CT, shunt resistor, etc.) for detecting the current of the DC power output from the PSU 10.

図2は、制御装置24による電力制御の第1実施例を図示したフローチャートである。当該フローチャートに図示した制御手順は、定周期で繰り返し実行される手順である。
図5は、PSU10が出力する直流電力及びBBU20が出力する直流電力の電圧及び電流の変化を図示したタイミングチャートであり、図5(a)は電圧の変化、図5(b)は電流の変化をそれぞれ図示したものである。図6は、直流給電装置100が供給する電力量の時間軸に対する変化を図示したグラフである。
FIG. 2 is a flowchart illustrating a first embodiment of power control by the control device 24. The control procedure illustrated in the flowchart is a procedure that is repeatedly executed at regular intervals.
FIG. 5 is a timing chart illustrating changes in voltage and current of DC power output from the PSU 10 and DC power output from the BBU 20. FIG. 5A is a voltage change, and FIG. 5B is a current change. Are respectively illustrated. FIG. 6 is a graph illustrating changes in the amount of power supplied by the DC power supply apparatus 100 with respect to the time axis.

まずPSU10が出力する直流電力の電圧V1(以下、「PSU電圧V1」という。)をA/Dコンバータ41が出力する信号から演算し、そのPSU電圧V1が電圧閾値Vtより高いか否かを判定する(ステップS1)。ここで電圧閾値Vtは、直流給電装置100から電力を供給される負荷機器が安定的に動作する状態を維持する観点から、その負荷機器が安定的に動作可能な最低電圧から直流給電装置100が出力する直流電力の定格電圧の範囲内で任意の電圧に設定すればよい。   First, a DC power voltage V1 output from the PSU 10 (hereinafter referred to as “PSU voltage V1”) is calculated from a signal output from the A / D converter 41, and it is determined whether or not the PSU voltage V1 is higher than a voltage threshold Vt. (Step S1). Here, the voltage threshold Vt is determined by the DC power supply device 100 from the lowest voltage at which the load device can stably operate from the viewpoint of maintaining a state in which the load device supplied with power from the DC power supply device 100 operates stably. What is necessary is just to set to arbitrary voltage within the range of the rated voltage of the direct-current power to output.

PSU電圧V1が電圧閾値Vtより高い場合には(ステップS1でYes)、PSU10が出力する直流電力の単位時間当たりの電力量P1(以下、「PSU電力量P1」という。)が許容電力量Pt以下である状態と判定する。ここで許容電力量Ptとは、PSU10が供給可能な電力量の定格、すなわちPSU10が定格電圧で供給可能な単位時間当たりの電力量の最大量、又は商用交流電力の定格、すなわち商用交流電力が定格電圧で供給可能な単位時間当たりの電力量の最大量を意味する。   When the PSU voltage V1 is higher than the voltage threshold Vt (Yes in step S1), the power amount P1 per unit time of DC power output from the PSU 10 (hereinafter referred to as “PSU power amount P1”) is the allowable power amount Pt. It is determined that the state is as follows. Here, the allowable power amount Pt is the rating of the amount of power that can be supplied by the PSU 10, that is, the maximum amount of power per unit time that the PSU 10 can supply at the rated voltage, or the rating of commercial AC power, that is, the commercial AC power. It means the maximum amount of power per unit time that can be supplied at the rated voltage.

PSU電力量P1が許容電力量Pt以下である状態では、PSU10が出力する直流電力だけで負荷機器への電力供給を十分に行うことができる。したがってPSU電圧V1が電圧閾値Vtより高い場合には(ステップS1でYes)、BBU20のDC/DCコンバータ23の出力電圧V2(以下、「BBU電圧V2」という。)をPSU電圧V1より低い電圧に設定する(ステップS2)。それによって直流給電装置100は、PSU10が出力する直流電力がダイオードOR回路30を介して負荷機器へ供給され、蓄電池22に蓄えられた電力はほとんど負荷機器へ供給されない状態となる。   In a state where the PSU power amount P1 is equal to or less than the allowable power amount Pt, it is possible to sufficiently supply power to the load device using only the DC power output from the PSU 10. Therefore, when the PSU voltage V1 is higher than the voltage threshold Vt (Yes in step S1), the output voltage V2 of the DC / DC converter 23 of the BBU 20 (hereinafter referred to as “BBU voltage V2”) is set to a voltage lower than the PSU voltage V1. Set (step S2). As a result, the DC power supply apparatus 100 is in a state where the DC power output from the PSU 10 is supplied to the load device via the diode OR circuit 30 and the power stored in the storage battery 22 is hardly supplied to the load device.

他方、PSU電力量P1が許容電力量Ptを越えて増加していくと、それに伴ってPSU電圧V1が低下していくことになる(図5のタイミングT1)。したがってPSU電圧V1が電圧閾値Vt以下である場合には(ステップS1でNo)、PSU電力量P1が許容電力量Ptを越えている状態と判定する(図5のタイミングT2)。   On the other hand, when the PSU power amount P1 increases beyond the allowable power amount Pt, the PSU voltage V1 decreases accordingly (timing T1 in FIG. 5). Therefore, when the PSU voltage V1 is equal to or lower than the voltage threshold Vt (No in step S1), it is determined that the PSU power amount P1 exceeds the allowable power amount Pt (timing T2 in FIG. 5).

PSU電力量P1が許容電力量Ptを越えている状態では、PSU10が出力する直流電力だけでは負荷機器への電力供給を十分に行うことができない可能性が生ずる。したがってPSU電圧V1が電圧閾値Vt以下である場合には(ステップS1でNo)、BBU電圧V2をPSU電圧V1以上の電圧に設定する(ステップS3)。それによってPSU電力量P1が許容電力量Ptを越えている状態では、PSU電力量P1に加えて、さらにBBU20のDC/DCコンバータ23が出力する直流電力(蓄電池22に予め蓄えられた電力)の単位時間当たりの電力量P2(以下、「BBU電力量P2」という。)がダイオードOR回路30を介して負荷機器へ供給される状態となる(図6)。   In a state where the PSU power amount P1 exceeds the allowable power amount Pt, there is a possibility that the power supply to the load device cannot be sufficiently performed only by the DC power output from the PSU 10. Therefore, when the PSU voltage V1 is equal to or lower than the voltage threshold Vt (No in step S1), the BBU voltage V2 is set to a voltage equal to or higher than the PSU voltage V1 (step S3). As a result, in a state where the PSU power amount P1 exceeds the allowable power amount Pt, in addition to the PSU power amount P1, DC power output from the DC / DC converter 23 of the BBU 20 (power stored in the storage battery 22 in advance) is further increased. The power amount P2 per unit time (hereinafter referred to as “BBU power amount P2”) is supplied to the load device via the diode OR circuit 30 (FIG. 6).

このときBBU電圧V2は、PSU電力量P1の電力不足分がBBU電力量P2としてBBU20から供給されるように設定する。より具体的には、例えばPSU電圧V1、PSU10の出力インピーダンス(スイッチング回路13の出力インピーダンス)、BBU20の出力インピーダンス(DC/DCコンバータ23の出力インピーダンス)等に基づいて、PSU電力量P1とBBU電力量P2とが所望の比率となるようにBBU電圧V2を設定すればよい。   At this time, the BBU voltage V2 is set so that the power shortage of the PSU power amount P1 is supplied from the BBU 20 as the BBU power amount P2. More specifically, for example, based on the PSU voltage V1, the output impedance of the PSU 10 (the output impedance of the switching circuit 13), the output impedance of the BBU 20 (the output impedance of the DC / DC converter 23), etc., the PSU power amount P1 and the BBU power The BBU voltage V2 may be set so that the amount P2 has a desired ratio.

また直流給電装置100の構成としては、BBU20の出力インピーダンス(DC/DCコンバータ23の出力インピーダンス)がPSU10の出力インピーダンス(スイッチング回路13の出力インピーダンス)より低く設定されているのが好ましい。それによってBBU電圧V2をPSU電圧V1以上の電圧に設定した状態において、より多くの直流電力を蓄電池22から供給することが可能になるので、瞬間的な消費電力の増加に対し、より柔軟かつ確実に対応することができる。さらに直流給電装置100の構成としては、DC/DCコンバータ23に出力インピーダンス制御回路を設け、制御装置24がDC/DCコンバータ23の出力インピーダンスを増減調整可能な構成とするのが好ましい。それによってPSU電力量P1とBBU電力量P2との比率をより柔軟かつ高精度に設定することが可能になる。   As a configuration of the DC power supply device 100, it is preferable that the output impedance of the BBU 20 (the output impedance of the DC / DC converter 23) is set lower than the output impedance of the PSU 10 (the output impedance of the switching circuit 13). As a result, in a state where the BBU voltage V2 is set to a voltage equal to or higher than the PSU voltage V1, it becomes possible to supply more DC power from the storage battery 22, so that it is more flexible and reliable with respect to an instantaneous increase in power consumption. It can correspond to. Furthermore, as a configuration of the DC power supply device 100, it is preferable that an output impedance control circuit is provided in the DC / DC converter 23 so that the control device 24 can increase or decrease the output impedance of the DC / DC converter 23. As a result, the ratio between the PSU power amount P1 and the BBU power amount P2 can be set more flexibly and with high accuracy.

以上説明したように本発明に係る直流給電装置100は、負荷機器において生ずる瞬間的な消費電力の最大ピーク等により、PSU10が出力する直流電力だけでは負荷機器への電力供給を十分に行うことができない状態では、その不足分の電力を蓄電池22から供給することができる。それによって瞬間的な消費電力の最大ピークに柔軟に対応しつつ、直流給電装置100が必要以上に大型化してしまうことを抑制することができる。   As described above, the DC power supply apparatus 100 according to the present invention can sufficiently supply power to the load device with only the DC power output from the PSU 10 due to the instantaneous maximum power consumption peak generated in the load device. In an incapable state, the insufficient power can be supplied from the storage battery 22. As a result, the DC power supply device 100 can be prevented from becoming larger than necessary while flexibly responding to the maximum peak of instantaneous power consumption.

このようにして本発明によれば、直流給電システムにおいて、瞬間的な消費電力の増加に対応しつつ直流給電装置100を小型化することができる。   As described above, according to the present invention, in the DC power supply system, the DC power supply apparatus 100 can be downsized while accommodating an instantaneous increase in power consumption.

<制御装置24による電力制御の第2実施例>
制御装置24による電力制御の第2実施例について、図3、図5及び図6を参照しながら説明する。
尚、当該実施例においては、PSU10が出力する直流電力の電圧を検出する「電圧検出回路」(抵抗R1、R2及びA/Dコンバータ41等)を設ける必要はない。
<Second Example of Power Control by Control Device 24>
A second embodiment of power control by the control device 24 will be described with reference to FIGS. 3, 5, and 6. FIG.
In this embodiment, it is not necessary to provide a “voltage detection circuit” (resistors R1, R2, A / D converter 41, etc.) for detecting the voltage of the DC power output from the PSU 10.

図3は、制御装置24による電力制御の第2実施例を図示したフローチャートである。当該フローチャートに図示した制御手順は、定周期で繰り返し実行される手順である。   FIG. 3 is a flowchart illustrating a second embodiment of power control by the control device 24. The control procedure illustrated in the flowchart is a procedure that is repeatedly executed at regular intervals.

まずPSU10が出力する直流電力の電流I1(以下、「PSU電流I1」という。)を電流検出用トランスCTが出力する信号から演算し、そのPSU電流I1が電流閾値Itより小さいか否かを判定する(ステップS11)。ここで電流閾値Itは、例えばPSU10が出力する直流電力の定格電圧と許容電力量Ptとの関係から導出することができる。つまり電流閾値Itは、PSU10から電力を供給される負荷機器が安定的に動作する状態を維持する観点から、例えばPSU電力量P1が許容電力量Ptに達した状態における電流値を目安に任意の値に設定すればよい。   First, a DC power current I1 output from the PSU 10 (hereinafter referred to as “PSU current I1”) is calculated from a signal output from the current detection transformer CT, and it is determined whether or not the PSU current I1 is smaller than the current threshold It. (Step S11). Here, the current threshold It can be derived from, for example, the relationship between the rated voltage of the DC power output from the PSU 10 and the allowable power amount Pt. In other words, the current threshold It is an arbitrary value based on the current value in a state in which the PSU power amount P1 reaches the allowable power amount Pt, for example, from the viewpoint of maintaining a state in which the load device supplied with power from the PSU 10 operates stably. Set it to a value.

PSU電流I1が電流閾値Itより小さい場合には(ステップS11でYes)、PSU電力量P1が許容電力量Pt以下である状態と判定する。PSU電力量P1が許容電力量Pt以下である状態では、PSU10が出力する直流電力だけで負荷機器への電力供給を十分に行うことができる。したがってPSU電流I1が電流閾値Itより小さい場合には(ステップS11でYes)、BBU電圧V2をPSU電圧V1より低い電圧に設定する(ステップS12)。それによって直流給電装置100は、PSU10が出力する直流電力がダイオードOR回路30を介して負荷機器へ供給され、蓄電池22に蓄えられた電力はほとんど負荷機器へ供給されない状態となる。   When the PSU current I1 is smaller than the current threshold It (Yes in step S11), it is determined that the PSU power amount P1 is equal to or less than the allowable power amount Pt. In a state where the PSU power amount P1 is equal to or less than the allowable power amount Pt, it is possible to sufficiently supply power to the load device using only the DC power output from the PSU 10. Therefore, when the PSU current I1 is smaller than the current threshold It (Yes in step S11), the BBU voltage V2 is set to a voltage lower than the PSU voltage V1 (step S12). As a result, the DC power supply apparatus 100 is in a state where the DC power output from the PSU 10 is supplied to the load device via the diode OR circuit 30 and the power stored in the storage battery 22 is hardly supplied to the load device.

他方、PSU電力量P1が増加していくと、それに伴ってPSU電流I1も増加していくことになる(図5(b))。したがってPSU電流I1が電流閾値It以上流れている場合には(ステップS11でNo)、PSU電力量P1が許容電力量Ptを越えている状態と判定する(図5のタイミングT2)。   On the other hand, as the PSU power amount P1 increases, the PSU current I1 also increases accordingly (FIG. 5 (b)). Therefore, when the PSU current I1 flows more than the current threshold It (No in step S11), it is determined that the PSU power amount P1 exceeds the allowable power amount Pt (timing T2 in FIG. 5).

PSU電力量P1が許容電力量Ptを越えている状態では、PSU10が出力する直流電力だけでは負荷機器への電力供給を十分に行うことができない可能性が生ずる。したがってPSU電流I1が電流閾値It以上流れている場合には(ステップS11でNo)、BBU電圧V2をPSU電圧V1以上の電圧に設定する(ステップS13)。それによって負荷機器には、PSU電流I1に加えて、BBU20のDC/DCコンバータ23からの電流I2(以下、「BBU電流I2」という。)が流れることになる(図5(b))。すなわちPSU電力量P1が許容電力量Ptを越えている状態では、PSU電力量P1に加えて、さらにBBU電力量P2がダイオードOR回路30を介して負荷機器へ供給される状態となる(図6)。   In a state where the PSU power amount P1 exceeds the allowable power amount Pt, there is a possibility that the power supply to the load device cannot be sufficiently performed only by the DC power output from the PSU 10. Therefore, when the PSU current I1 flows over the current threshold It (No in step S11), the BBU voltage V2 is set to a voltage equal to or higher than the PSU voltage V1 (step S13). As a result, in addition to the PSU current I1, a current I2 from the DC / DC converter 23 of the BBU 20 (hereinafter referred to as “BBU current I2”) flows through the load device (FIG. 5B). That is, when the PSU power amount P1 exceeds the allowable power amount Pt, in addition to the PSU power amount P1, the BBU power amount P2 is further supplied to the load device via the diode OR circuit 30 (FIG. 6). ).

このような態様でも本発明は実施可能であり、第1実施例と同様の作用効果を得ることができる。   Even in such an embodiment, the present invention can be implemented, and the same effects as those of the first embodiment can be obtained.

<制御装置24による電力制御の第3実施例>
制御装置24による電力制御の第3実施例について、図4〜図6を参照しながら説明する。
図4は、制御装置24による電力制御の第3実施例を図示したフローチャートである。当該フローチャートに図示した制御手順は、定周期で繰り返し実行される手順である。
<Third embodiment of power control by control device 24>
A third embodiment of power control by the control device 24 will be described with reference to FIGS.
FIG. 4 is a flowchart illustrating a third embodiment of power control by the control device 24. The control procedure illustrated in the flowchart is a procedure that is repeatedly executed at regular intervals.

まずA/Dコンバータ41が出力する信号からPSU電圧V1を演算し、電流検出用トランスCTが出力する信号からPSU電流I1を演算し、このPSU電圧V1及びPSU電流I1に基づいてPSU電力量P1を演算する(ステップS21)。つづいて演算して求めたPSU電力量P1が許容電力量Pt以下であるか否かを判定する(ステップS22)。   First, the PSU voltage V1 is calculated from the signal output from the A / D converter 41, the PSU current I1 is calculated from the signal output from the current detection transformer CT, and the PSU power amount P1 is calculated based on the PSU voltage V1 and the PSU current I1. Is calculated (step S21). Subsequently, it is determined whether or not the PSU power amount P1 obtained by calculation is equal to or less than the allowable power amount Pt (step S22).

PSU電力量P1が許容電力量Pt以下である場合には(ステップS22でYes)、PSU10が出力する直流電力だけで負荷機器への電力供給を十分に行うことができるので、BBU電圧V2をPSU電圧V1より低い電圧に設定する(ステップS23)。それによって直流給電装置100は、PSU10が出力する直流電力がダイオードOR回路30を介して負荷機器へ供給され、蓄電池22に蓄えられた電力はほとんど負荷機器へ供給されない状態となる。   When the PSU power amount P1 is equal to or less than the allowable power amount Pt (Yes in step S22), the power supply to the load device can be sufficiently performed only by the DC power output from the PSU 10, and therefore the BBU voltage V2 is set to PSU. A voltage lower than the voltage V1 is set (step S23). As a result, the DC power supply apparatus 100 is in a state where the DC power output from the PSU 10 is supplied to the load device via the diode OR circuit 30 and the power stored in the storage battery 22 is hardly supplied to the load device.

他方、PSU電力量P1が許容電力量Ptを越えている場合には(ステップS22でNo)、PSU10が出力する直流電力だけでは負荷機器への電力供給を十分に行うことができない可能性が生ずるので、BBU電圧V2をPSU電圧V1以上の電圧に設定する(ステップS24)。それによってPSU電力量P1が許容電力量Ptを越えている状態では、PSU電力量P1に加えて、さらにBBU電力量P2がダイオードOR回路30を介して負荷機器へ供給される状態となる(図6)。   On the other hand, when the PSU power amount P1 exceeds the allowable power amount Pt (No in step S22), there is a possibility that the power supply to the load device cannot be sufficiently performed only by the DC power output from the PSU 10. Therefore, the BBU voltage V2 is set to a voltage equal to or higher than the PSU voltage V1 (step S24). As a result, in a state where the PSU power amount P1 exceeds the allowable power amount Pt, in addition to the PSU power amount P1, the BBU power amount P2 is further supplied to the load device via the diode OR circuit 30 (FIG. 6).

このような態様でも本発明は実施可能であり、第1実施例と同様の作用効果を得ることができる。また第3実施例においては、実測したPSU電圧V1とPSU電流I1からPSU電力量P1を演算して求めるので、PSU電力量P1を高精度に特定することができる。したがってPSU電力量P1が許容電力量Ptを越えている状態か否かを高精度に特定することができる。それによってBBU20のDC/DCコンバータ23の出力電圧の制御をより高精度に行うことができるので、負荷機器へ供給する電力が不足する状態が生ずる虞をさらに低減させることができる。   Even in such an embodiment, the present invention can be implemented, and the same effects as those of the first embodiment can be obtained. In the third embodiment, since the PSU power amount P1 is calculated from the actually measured PSU voltage V1 and the PSU current I1, the PSU power amount P1 can be specified with high accuracy. Therefore, it is possible to specify with high accuracy whether or not the PSU power amount P1 exceeds the allowable power amount Pt. As a result, the output voltage of the DC / DC converter 23 of the BBU 20 can be controlled with higher accuracy, so that it is possible to further reduce the possibility that the power supplied to the load device will be insufficient.

<他の実施例、変形例>
本発明は、上記説明した実施例に特に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲内で種々の変形が可能であること言うまでもない。
<Other embodiments and modifications>
The present invention is not particularly limited to the embodiments described above, and it goes without saying that various modifications are possible within the scope of the invention described in the claims.

例えば第3実施例において電力検出回路40は、電流検出用トランスCT、抵抗R1、抵抗R2及びA/Dコンバータ41に代えて、PSU電力量P1を実測して検出する電力計等を用いてもよい。このような態様でも本発明は実施可能であり、PSU電力量P1を制御装置24で演算して求める必要がないので、制御装置24の処理負荷を低減させることができる。   For example, in the third embodiment, the power detection circuit 40 may use a power meter or the like that measures and detects the PSU power amount P1 instead of the current detection transformer CT, the resistor R1, the resistor R2, and the A / D converter 41. Good. Even in such an aspect, the present invention can be implemented, and it is not necessary to calculate and obtain the PSU power amount P1 by the control device 24. Therefore, the processing load of the control device 24 can be reduced.

また第1〜第3実施例の制御手順(図2〜図4に図示したフローチャートの手順)をコンピュータに実行させる制御プログラム、この制御プログラムを格納した記憶媒体も本発明の対象となり得る。   A control program for causing a computer to execute the control procedure of the first to third embodiments (the procedure of the flowcharts shown in FIGS. 2 to 4) and a storage medium storing the control program can also be the subject of the present invention.

10 PSU(Power Supply Unit)
11 フィルタ回路
12 整流平滑回路
13 スイッチング回路
20 BBU(Battery Backup Unit)
21 充電回路
22 蓄電池
23 DC/DCコンバータ
24 制御装置
30 ダイオードOR回路
40 電力検出回路
41 AC/DCコンバータ
50 PDU(電力分配装置:Power Distribution Unit)
100 直流給電装置
CT 電流検出用トランス
10 PSU (Power Supply Unit)
11 Filter Circuit 12 Rectifier Smoothing Circuit 13 Switching Circuit 20 BBU (Battery Backup Unit)
21 Charging circuit 22 Storage battery 23 DC / DC converter 24 Control device 30 Diode OR circuit 40 Power detection circuit 41 AC / DC converter 50 PDU (Power Distribution Unit)
100 DC power supply CT Current detection transformer

Claims (6)

商用交流電力を直流電力に変換する電力変換装置と、
前記電力変換装置が出力する直流電力を蓄電池に充電する充電回路と、
前記蓄電池の電圧を任意の電圧に変換して出力する直流電圧変換装置と、
前記電力変換装置が出力する直流電力と前記直流電圧変換装置が出力する直流電力とを合成して出力するダイオードOR回路と、
前記電力変換装置が出力する直流電力の単位時間当たりの電力量が許容電力量以下である状態では、前記直流電圧変換装置の出力電圧を前記電力変換装置の出力電圧より低い電圧に設定し、前記電力変換装置が出力する直流電力の単位時間当たりの電力量が許容電力量を越えている状態では、前記直流電圧変換装置の出力電圧を前記電力変換装置の出力電圧以上の電圧に設定する制御装置と、を備え
前記直流電圧変換装置の出力インピーダンスが前記電力変換装置の出力インピーダンスより低く設定されている、直流給電装置。
A power converter for converting commercial AC power into DC power;
A charging circuit for charging a storage battery with DC power output by the power converter;
A DC voltage converter for converting the voltage of the storage battery into an arbitrary voltage and outputting the voltage;
A diode OR circuit that synthesizes and outputs DC power output from the power converter and DC power output from the DC voltage converter;
In a state where the power amount per unit time of DC power output by the power converter is less than or equal to an allowable power amount, the output voltage of the DC voltage converter is set to a voltage lower than the output voltage of the power converter, A control device that sets the output voltage of the DC voltage conversion device to a voltage equal to or higher than the output voltage of the power conversion device when the amount of DC power output by the power conversion device per unit time exceeds the allowable power amount and, with a,
The DC power supply device , wherein an output impedance of the DC voltage converter is set lower than an output impedance of the power converter .
請求項1に記載の直流給電装置において、前記直流電圧変換装置の出力インピーダンスを増減調整する出力インピーダンス制御回路をさらに備える、ことを特徴とした直流給電装置。2. The DC power supply apparatus according to claim 1, further comprising an output impedance control circuit that adjusts an output impedance of the DC voltage converter. 請求項1又は2に記載の直流給電装置において、前記電力変換装置が出力する直流電力の電圧を検出する電圧検出回路をさらに備え、
前記制御装置は、前記電力変換装置が出力する直流電力の電圧が電圧閾値より高いことを条件として、前記電力変換装置が出力する直流電力の単位時間当たりの電力量が許容電力量以下である状態と判定し、前記電力変換装置が出力する直流電力の電圧が前記電圧閾値以下であることを条件として、前記電力変換装置が出力する直流電力の単位時間当たりの電力量が許容電力量を越えている状態と判定する、ことを特徴とした直流給電装置。
The DC power supply device according to claim 1 or 2 , further comprising a voltage detection circuit that detects a voltage of DC power output by the power conversion device,
The control device is in a state in which the amount of power per unit time of the DC power output from the power converter is less than or equal to the allowable power on condition that the voltage of the DC power output from the power converter is higher than a voltage threshold. The power amount per unit time of the DC power output from the power converter exceeds the allowable power on the condition that the voltage of the DC power output from the power converter is equal to or less than the voltage threshold. A DC power supply device, characterized in that it is determined to be in a state of being present.
請求項1又は2に記載の直流給電装置において、前記電力変換装置が出力する直流電力の電流を検出する電流検出回路をさらに備え、
前記制御装置は、前記電力変換装置が出力する直流電力の電流が電流閾値より小さいことを条件として、前記電力変換装置が出力する直流電力の単位時間当たりの電力量が許容電力量以下である状態と判定し、前記電力変換装置が出力する直流電力の電流が前記電流閾値以上であることを条件として、前記電力変換装置が出力する直流電力の単位時間当たりの電力量が許容電力量を越えている状態と判定する、ことを特徴とした直流給電装置。
The DC power supply device according to claim 1 , further comprising a current detection circuit that detects a current of DC power output by the power conversion device,
The control device is in a state where the amount of power per unit time of the DC power output from the power converter is less than or equal to the allowable power on condition that the current of the DC power output from the power converter is smaller than a current threshold. The power amount per unit time of the DC power output from the power converter exceeds the allowable power on the condition that the current of the DC power output from the power converter is equal to or greater than the current threshold. A DC power supply device, characterized in that it is determined to be in a state of being present.
請求項1又は2に記載の直流給電装置において、前記電力変換装置が出力する直流電力の電圧を検出する電圧検出回路と、前記電力変換装置が出力する直流電力の電流を検出する電流検出回路とをさらに備え、
前記制御装置は、前記電圧検出回路が検出する電圧及び前記電流検出回路が検出する電流に基づいて、前記電力変換装置が出力する直流電力の単位時間当たりの電力量を演算する、ことを特徴とした直流給電装置。
The DC power supply device according to claim 1 or 2 , wherein a voltage detection circuit that detects a voltage of DC power output from the power conversion device, and a current detection circuit that detects a current of DC power output from the power conversion device; Further comprising
The control device calculates a power amount per unit time of DC power output from the power converter based on a voltage detected by the voltage detection circuit and a current detected by the current detection circuit. DC power supply device.
請求項1又は2に記載の直流給電装置において、前記電力変換装置が出力する直流電力の単位時間当たりの電力量を検出する電力検出回路をさらに備える、ことを特徴とした直流給電装置。 3. The DC power supply apparatus according to claim 1 , further comprising a power detection circuit that detects an amount of power per unit time of DC power output from the power conversion apparatus.
JP2011125364A 2011-06-03 2011-06-03 DC power supply Active JP5730133B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011125364A JP5730133B2 (en) 2011-06-03 2011-06-03 DC power supply

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011125364A JP5730133B2 (en) 2011-06-03 2011-06-03 DC power supply

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2012253933A JP2012253933A (en) 2012-12-20
JP5730133B2 true JP5730133B2 (en) 2015-06-03

Family

ID=47526182

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2011125364A Active JP5730133B2 (en) 2011-06-03 2011-06-03 DC power supply

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5730133B2 (en)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6123896B2 (en) 2013-07-30 2017-05-10 富士電機株式会社 Power system
KR101483223B1 (en) 2013-08-23 2015-01-19 주식회사 이화일렉콤 direct current power supply system of communications equipment
CN104426387B (en) * 2013-09-06 2019-04-19 力博特公司 System and method for the mountable modularized dc power unit of rack
KR101827796B1 (en) * 2014-01-15 2018-02-09 주식회사 유트로닉스 Network modem apparatus having impedence matching function
CN111224392A (en) * 2020-01-03 2020-06-02 云南电网有限责任公司电力科学研究院 Three-port direct current energy router power coordination control method
CN114762213A (en) * 2020-06-23 2022-07-15 宁德时代新能源科技股份有限公司 Portable device power supply topology capable of realizing bidirectional charging and discharging
WO2023175847A1 (en) * 2022-03-17 2023-09-21 本田技研工業株式会社 Control device, power supply system, control method, and program

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07147772A (en) * 1993-11-24 1995-06-06 Matsushita Electric Works Ltd Power unit
JP4423807B2 (en) * 2001-04-18 2010-03-03 パナソニック株式会社 Uninterruptible power system
JP2004129337A (en) * 2002-09-30 2004-04-22 Matsushita Electric Ind Co Ltd Uninterruptible power supply
JP2010068639A (en) * 2008-09-11 2010-03-25 Seiko Epson Corp Battery unit and power supply device

Also Published As

Publication number Publication date
JP2012253933A (en) 2012-12-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5730133B2 (en) DC power supply
US9450452B2 (en) Transformer coupled current capping power supply topology
US8810066B2 (en) Power storage system and method of controlling the same
US9071056B2 (en) Apparatus and method for managing battery cell, and energy storage system
US10763682B2 (en) Energy storage system and controlling method thereof
JP2019193566A (en) Device to be charged and charging method
EP3301772A1 (en) Power supply including logic circuit
US20140327306A1 (en) Power conversion device
KR20180018741A (en) Adapter and charge control method
US10218217B2 (en) UPS for mixed AC and DC loads
US20080164761A1 (en) Uninterruptable power supply
CN105723588B (en) Uninterruptible power supply control
US20150222117A1 (en) Battery tray, battery rack, energy system, and method of operating the battery tray
JP2007209195A (en) Backup power supply and power supply system
WO2016121273A1 (en) Power control device, power control method, and power control system
TW201023476A (en) Power factor correction (PFC) for nonsinusoidal uninterruptible power supply
US9647492B2 (en) Direct current uninterruptible power supply system and device
US9929592B2 (en) UPS sensitivity of power status parameter adjustment setting method
TW201351846A (en) System, method, and apparatus for powering equipment during a low voltage event
US20140167504A1 (en) Parallel boost voltage power supply with local energy storage
KR20190084323A (en) POWER SUPPLY CIRCUIT, POWER SUPPLY DEVICE AND CONTROL METHOD,
US10205341B2 (en) Direct current backup system
JP5497216B1 (en) Distribution system control method and information processing apparatus
KR101254982B1 (en) Uninterruptable power supply apparatus
WO2016031098A1 (en) Power supply device

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20140519

RD02 Notification of acceptance of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422

Effective date: 20140519

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20150108

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20150121

A711 Notification of change in applicant

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A712

Effective date: 20141222

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20150313

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20150401

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20150407

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5730133

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

RD02 Notification of acceptance of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R3D02

RD04 Notification of resignation of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R3D04

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R255 Notification that request for automated payment was rejected

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R2525

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250